低復(fù)雜度的線性相位FIR多頻陷波濾波器的研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-04-22 10:38
FIR多頻陷波濾波器具有線性相位、精度高、穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用在移動(dòng)通信、電力系統(tǒng)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。然而當(dāng)陷波性能要求較高時(shí),通常需要較高的濾波器階數(shù),導(dǎo)致FIR陷波濾波器硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)需要龐大的運(yùn)算單元數(shù)目和大量的硬件資源。因此,如何解決設(shè)計(jì)過程中存在的高性能與高復(fù)雜度的矛盾問題成為研究重點(diǎn)。為了降低FIR多頻陷波濾波器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度,本文以稀疏濾波器設(shè)計(jì)算法和共同子式消除(CSE)方法為基礎(chǔ),對(duì)低復(fù)雜度的FIR多頻陷波濾波器的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了研究。本文的主要工作如下:(1)提出了一種陷波頻率可調(diào)的稀疏線性相位FIR多頻陷波濾波器的設(shè)計(jì)方法。所提方法首先利用稀疏算法設(shè)計(jì)一個(gè)陷波頻率為0的FIR單頻陷波濾波器作為固定的原型濾波器,然后根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)中的陷波頻率點(diǎn)集,對(duì)原型濾波器的抽頭系數(shù)進(jìn)行調(diào)整,得到滿足性能要求的FIR多頻陷波濾波器。系數(shù)調(diào)整過程不涉及任何迭代計(jì)算,避免了重新設(shè)計(jì)整個(gè)濾波器,從而直接降低了設(shè)計(jì)算法的復(fù)雜度。并且所提方法還具有濾波器抽頭系數(shù)稀疏性高的優(yōu)點(diǎn),可使其實(shí)現(xiàn)所需要的加法器數(shù)目大大減少,從而提高運(yùn)算速度、減小硬件成本。通過仿真實(shí)驗(yàn)證明了所提方法的有效...
【文章來源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 研究背景及意義
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究內(nèi)容以及章節(jié)安排
第二章 FIR陷波濾波器概述
2.1 引言
2.2 FIR濾波器基本概念
2.2.1 FIR濾波器簡介
2.2.2 線性相位特性
2.2.3 FIR濾波器實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)
2.2.4 有限字長效應(yīng)
2.3 FIR陷波濾波器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
2.3.1 FIR陷波濾波器性能參數(shù)
2.3.2 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法
2.3.3 頻率采樣設(shè)計(jì)法
2.3.4 最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
2.4 本章小結(jié)
第三章 陷波頻率可調(diào)的稀疏FIR多頻陷波濾波器的設(shè)計(jì)方法
3.1 引言
3.2 陷波頻率可調(diào)的稀疏FIR多頻陷波器設(shè)計(jì)方法
3.2.1 設(shè)計(jì)問題描述
3.2.2 原型濾波器求解
3.2.3 系數(shù)調(diào)整優(yōu)化
3.3 算法仿真及性能分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于CSE的稀疏FIR多頻陷波濾波器的設(shè)計(jì)方法
4.1 引言
4.2 CSE優(yōu)化算法
4.2.1 CSD編碼
4.2.2 CSE的基本原理
4.2.3 NR-SCSE算法
4.3 基于CSE的稀疏FIR多頻陷波器的設(shè)計(jì)方法
4.3.1 模型構(gòu)建
4.3.2 系數(shù)稀疏化
4.3.3 重構(gòu)系數(shù)集
4.4 算法仿真及性能分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國鐵軌道電路50Hz工頻干擾影響及解決方案[J]. 唐武,李大軍,何德喜,王強(qiáng),董勃. 中國科技信息. 2017(08)
[2]用于FIR濾波器設(shè)計(jì)的共同子表達(dá)式消除新方法[J]. 張振東,吳斌,周玉梅. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)
[3]FIR數(shù)字濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)研究[J]. 劉慶良,盧榮軍,李建清. 電子設(shè)計(jì)工程. 2010(03)
[4]基于FPGA的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 齊海兵,劉雄飛,張德恒. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2006(15)
[5]一種采用較少加法器的FIR濾波器實(shí)現(xiàn)方法[J]. 印敏,唐堯. 電子與信息學(xué)報(bào). 2005(03)
[6]基于CSD量化的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 印敏,蔡躍明. 解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(01)
博士論文
[1]基于多核DSP的實(shí)時(shí)圖像處理平臺(tái)研究[D]. 孫科林.電子科技大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于DSP和FPGA的車牌識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D]. 傅海東.電子科技大學(xué) 2009
本文編號(hào):3153631
【文章來源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 研究背景及意義
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究內(nèi)容以及章節(jié)安排
第二章 FIR陷波濾波器概述
2.1 引言
2.2 FIR濾波器基本概念
2.2.1 FIR濾波器簡介
2.2.2 線性相位特性
2.2.3 FIR濾波器實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)
2.2.4 有限字長效應(yīng)
2.3 FIR陷波濾波器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
2.3.1 FIR陷波濾波器性能參數(shù)
2.3.2 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法
2.3.3 頻率采樣設(shè)計(jì)法
2.3.4 最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
2.4 本章小結(jié)
第三章 陷波頻率可調(diào)的稀疏FIR多頻陷波濾波器的設(shè)計(jì)方法
3.1 引言
3.2 陷波頻率可調(diào)的稀疏FIR多頻陷波器設(shè)計(jì)方法
3.2.1 設(shè)計(jì)問題描述
3.2.2 原型濾波器求解
3.2.3 系數(shù)調(diào)整優(yōu)化
3.3 算法仿真及性能分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于CSE的稀疏FIR多頻陷波濾波器的設(shè)計(jì)方法
4.1 引言
4.2 CSE優(yōu)化算法
4.2.1 CSD編碼
4.2.2 CSE的基本原理
4.2.3 NR-SCSE算法
4.3 基于CSE的稀疏FIR多頻陷波器的設(shè)計(jì)方法
4.3.1 模型構(gòu)建
4.3.2 系數(shù)稀疏化
4.3.3 重構(gòu)系數(shù)集
4.4 算法仿真及性能分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國鐵軌道電路50Hz工頻干擾影響及解決方案[J]. 唐武,李大軍,何德喜,王強(qiáng),董勃. 中國科技信息. 2017(08)
[2]用于FIR濾波器設(shè)計(jì)的共同子表達(dá)式消除新方法[J]. 張振東,吳斌,周玉梅. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)
[3]FIR數(shù)字濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)研究[J]. 劉慶良,盧榮軍,李建清. 電子設(shè)計(jì)工程. 2010(03)
[4]基于FPGA的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 齊海兵,劉雄飛,張德恒. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2006(15)
[5]一種采用較少加法器的FIR濾波器實(shí)現(xiàn)方法[J]. 印敏,唐堯. 電子與信息學(xué)報(bào). 2005(03)
[6]基于CSD量化的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 印敏,蔡躍明. 解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(01)
博士論文
[1]基于多核DSP的實(shí)時(shí)圖像處理平臺(tái)研究[D]. 孫科林.電子科技大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于DSP和FPGA的車牌識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D]. 傅海東.電子科技大學(xué) 2009
本文編號(hào):3153631
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3153631.html
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